Proyecto InSiTrate: Tecnología insitu para la reducción de los nitratos del agua subterránea y la producción de agua potable

1ª Jornada Técnica sobre Gestión de recursos Hídricos: Aguas SubterráneasUniversitat Jaume I, 15 de abril de 2016

Dra. Irene Jubany

La problemática

Buen estado 59% (34 MAS)

Mal estado 41 % (24 MAS)

Estado de las Masas de Agua Subterránea (MAS) con respecto al nivel de nitratos (50 mg/L NO3)

Respecto al total (58 MAS):41% de les MAS están en mal estado por nitrato:17 MASub en CIC7 MASub en CCE

Respecto de les 30 MASen mal estado químico:el 80% en mal estado per nitratos

Fuente: ACA, 2015 (datos del periodo 2007-2012)

La problemática

Fuente: ACA, 2015 (datos del periodo 2007-2012)

- Contaminación difusa

- Origen: principalmente agrario

- No se observa tendencia a la

mejora en los últimos 17 años

- 15 % municipios tienen

problemas de abastecimiento

de agua potable

Demostrar la viabilidad técnica, ambiental y económica de una tecnología de tratamiento

biológico insitu de agua subterránea contaminada por nitratos con el fin de recuperar

pozos para el abastecimiento de agua potable en municipios.

Objetivo

En qué se basa la tecnología?

Oxigeno

NitratoSustrato orgánico

En qué se basa la tecnología?

Agua subterránea

Zona no saturada

NITRATO

MATERIAORGÁNICA

NITRATO

NITRATO

NITRATO

NITRATONITRATONITRATO

NITRATO

NITRATO

NITRATONITRATO

NITRATO

Tareas del proyecto

TAREA 2013 2014 2015 2016 2017

Selección de la fuente de carbono (materiaorgánica)Caracterización del emplazamiento

Diseño del sistema

Construcción del piloto

Operación del piloto

Avaluación económica y ambiental

Extrapolación de la tecnología

Selección de la materia orgánica para la desnitrificación

23 sustancias potenciales identificadas

(8 productos comerciales, 3 sub-productos y 12 productos residuales)

Análisis de Ciclo de Vida (LCA)&

Análisis de costes

5 Sustratos para una avaluación técnica a escala de laboratorio:melazas, ácido acético, glicerol, glucosa, residuos de la industria de los zumos de fruta

Objetivo: Seleccionar en base a experimentos de laboratorio la materia orgánica más óptima

El ácido acético es la fuente de carbono seleccionada para los experimentos de

desnitrificación

EXPERIMENTOS EN COLUMNAS

Temperatura: 20ºC

Alimentación: agua subterránea + 30 mg/L carbono orgánico

Caudal: 7 mL/h

Prospección de la materia orgánica para la desnitrificación

Localización de la planta piloto

Zonavulnerable número 2

MARESME

Sant Andreu de Llavaneres

Construcción piezómetrode investigación

Inventario, SIG y piezometria

Ensayo de bombeo y trazadores Topografía

Caracterización del emplazamiento

Caracterización química del acuífero

Caracterización del emplazamiento

Diseño del sistema piloto

Alcance del modelo Características del modelo

• 3D: entre -50 y 156 msnm• Dimensiones de 4535 x 2720 m (3,8 km2)• Malla de 3.500.000 tetraedros• El modelo simula los materiales cuaternarios

costeros, de vertiente y de fondo de valle• 2 zonas de K: aluvial de la riera (2,25 m/d) y

resto del modelo (17 m/d)

Diseño del sistema piloto

Diseño de la planta piloto

Caudal de extracción: 2.5 L/s

Monitorización en línea: caudal de extracción de agua, nitratos en el pozo de extracción, niveles piezométricos en los pozos de inyección, estado de la planta

Construcción de la planta piloto

Construcción de la planta piloto

Seguimiento de la planta piloto

0

10

20

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40

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0 50 100 150 200 250 300 350

Porc

enta

je

Dia

Eliminación de nitrato en la zona de estudio

70-90 % eliminación en PZ-1 y PZ-220-25 % eliminación en pozo de extracción

Seguimiento de la planta piloto

Otros parámetros de seguimiento:

Oxigeno y redox: creación de zona anoxia de reacción

Nitrito: no se detecta (< 0.5 mg/l)

Materia orgánica: Constante (≅ 1 mg C/l)

Amonio: no se detecta (< 0.1 mg/l)

Pendientes resultados de:

Composición microbiológica del agua

Fraccionamiento isotópico

Otros parámetros: Fe y Mn

Estamos trabajando en…

- Validar la capacidad máxima de la tecnología

- Evaluar estrategias de mantenimiento de los pozos

- Calibrar el modelo de simulación del sistema

- Evaluar los costes – viabilidad económica

- Evaluar la sostenibilidad – viabilidad ambiental

- Escalado de la tecnología

- Extrapolación a otros emplazamientos

Conclusiones

La desnitrificación in-situ es factible en acuíferos aluviales

Se pueden conseguir reducciones del 80-90 % del nitrato

La configuración ideal requeriría más pozos de inyección para

minimizar la dilución con agua no tratada

Haría falta una etapa de filtración para reducir el contenido

bacteriano del agua tratada, previa a la desinfección

La operación de la planta es automática y no requiere personal

La tecnología requiere un mantenimiento periódico de los pozos

Proyecto co-financiado por:

Colaboran:

LIFE12 ENV/ES/000651

insitrate.ctm.com.es @InSiTrate InSiTrate project

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